Страх высвободить силы, неподвластные контролю со стороны человека, преследует науку на протяжении веков.
В 2024 году команда нобелевских лауреатов предупредила, что создание «зеркальной жизни» — гипотетических организмов, построенных из молекул с противоположной хиральностью по отношению ко всей известной биологии, — может повлечь за собой катастрофические риски.
В 2020 году небольшой взрыв выбросил обломки с поверхности астероида Бенну, когда он пролетал в 200 миллионах миль от Земли. Это было вызвано космическим аппаратом НАСА Osiris-Rex, который собрал образовавшуюся пыль и доставил эти образцы на Землю, что ознаменовало собой первый случай, когда американская миссия извлекла материал из астероида.
Ранее в этом году исследователи обнаружили, что эти образцы содержат строительные блоки жизни, включая аминокислоты и нуклеоснования (которые образуют ДНК, среди прочих молекул). Это не редкость для астероидов, но неожиданной оказалась форма, которую приняли эти молекулы: примерно половина из них представляла собой идеальную инверсию — зеркальное отображение — того, как эти строительные блоки выглядят на Земле.
Это было интересное совпадение. Всего за несколько месяцев до этого, в конце 2024 года, команда биологов и экспертов — нобелевских лауреатов — в статье, опубликованной в Nature, забила тревогу по поводу потенциальной новой угрозы для всего живого на Земле. Они предупредили о потенциальном создании «зеркальной жизни».
Хотя встречающиеся в природе зеркальные молекулы, путешествующие на соседних астероидах, не окажут никакого влияния на нашу родную планету, эксперты опасаются, что биологи могут — в лаборатории — искусственно создать целые зеркально-отображенные организмы с потенциально катастрофическими последствиями.
Содержание
Зеркальная жизнь
Чтобы понять это, посмотрите на свои руки. Они похожи. Но вы не сможете идеально наложить их друг на друга, как бы вы ни вращали и ни сгибали их. Руки нельзя спутать с их зеркальным изображением. Оказывается, молекулы, из которых состоят наши тела, также обладают этой фундаментальной асимметрией. Они могут существовать в «праворукой» и «леворукой» конфигурациях.
Например, наша ДНК — и ДНК всех других животных в нашей биосфере — повсеместно праворукая. Это является отличным доказательством того, что вся жизнь на Земле имеет одного общего предка. Но, как отметили эксперты, нет причин, по которым жизнь не может быть синтетически произведена из молекул, ориентированных инверсно, — отсюда и «зеркальная жизнь». Такая жизнь была бы молекулярно зловещей в первоначальном значении этого термина: леворукой.
Хотя способности создавать такие беспрецедентные существа в лаборатории пока не существует, она может быть разработана в ближайшее время. Опасения вызывают зеркальные микроорганизмы: способные инфицировать наши клетки и питаться ими, но также потенциально совершенно невидимые для нашей иммунной системы. Такие новички могут быстро распространиться по экосистемам планеты, причиняя «огромный» и «необратимый» вред.
В последующие месяцы постоянный поток новостных сообщений повторял это предупреждение. Но подобные опасения далеко не новы. От случайных черных дыр до опасений, что химические эксперименты могут внезапно заморозить все океаны Земли, это история опасений, что ученые находятся на грани открытия экзотических, смертельно опасных новых форм материи или жизни, которые могут быстро распространиться, уничтожив нас.
Идея зеркальной жизни существует на удивление давно. В 1848 году молодой Луи Пастер — изобретатель пастеризации и вакцинации против бешенства — первым заметил, что органические молекулы могут существовать в зеркально отраженных версиях. Он сразу понял, что открыл нечто глубокое.
В «Алисе в Зазеркалье» 1871 года Алиса волшебным образом переносится в перевернутый мир. Но за годы до этого Пастер уже предвосхищал способы, которыми наука могла бы сделать зеркальную жизнь конкретной реальностью. В лекции 1860 года Пастер размышлял, что произойдет, если клетки «живых существ» можно будет заставить внезапно принять «противоположную асимметрию»: если, молекулярно говоря, «правое» станет «левым». Это, восхищался Пастер, может создать «новый мир».
Идея никогда не покидала его. Позже, на парижской лекции, Пастер снова говорил о возможности зеркальной жизни. «Кто может сказать, — вопрошал он, — каково будет будущее микробов», если «мы сможем заменить» их белки «обратными» версиями?
Сам Пастер не высказывал мнения о том, может ли это угрожать существующей жизни, но другие вскоре выразили беспокойство после его прорывов в разгадке химических секретов жизни.
Весенним днем 1869 года в салоне на одном из оживленных парижских бульваров группа выдающихся мыслителей — включая некоторых близких коллег Пастера — обсуждала будущее науки. Воодушевленные темпами недавних открытий, они высказали смелые прогнозы.
Первым выступил химик Пьер-Эжен-Марселлен Бертело — ранний сторонник синтетической биологии и искусственной пищи — который провозгласил, что «в течение ста лет» люди поймут атомы и, с этим, будут контролировать силу самого Солнца. (С изобретением термоядерного оружия в 1952 году, которое использует те же силы, что и звезды, это предсказание зловеще сбылось.)
После Бертело биолог Клод Бернар предложил собственное пророчество, объявив, что ученые скоро смогут искусственно создавать новые формы жизни. Такие комментарии вдохновили некоторых присутствующих мечтать о будущем, в котором «природные виды» будут «считаться остатками старого, неудобного мира».
Но другие участники беспокоились, комментируя, что вмешательство в «органические законы» наверняка спровоцирует закрытие занавеса над человеческим видом. Они представляли себе «старого, доброго Бога с его белой бородой», спускающегося на Землю — как усталый бармен, объявляющий последние заказы — и заявляющего: «Господа, мы закрываемся!»
Пять лет спустя, в 1874 году, английский экономист У. С. Джевонс создал пугающий образ, выражающий потенциальные опасности изобретений. Он представил себе «мыслящих существ, живущих в мире», где атмосфера представляет собой «легковоспламеняющийся газ». Если бы они были «лишены огня», их вид мог бы просуществовать веками, счастливо не ведая о «громадных силах», которые могла бы вызвать «одна-единственная искра». Как, спросил Джевонс, мы можем знать, что мы не находимся в аналогичной ситуации?
Несколько десятилетий спустя один венгерский научный писатель заметил, что когда в 1890-х годах были разработаны первые электродуговые печи — способные производить беспрецедентные температуры — никто не был уверен, что это не воспламенит атмосферу: создавая, по цепной реакции, «мировую печь».
Опасения катастрофического воспламенения атмосферы Земли также витали вокруг ранних субатомных экспериментов, с тех пор как Мария Кюри впервые выделила радий в 1902 году. Но, на удивление рано в прошлом веке, стали распространяться и опасения по поводу синтетических организмов.
Видения искусственной жизни
В 1905 году The New York Times сообщила, что смелая мечта Бернара — об искусственной жизни — уже стала реальностью. Сенсационно сообщалось, что профессор Кембриджа «создал искусственную жизнь». Профессором, о котором идет речь, был Джон Батлер Берк, который создал то, что он считал самовоспроизводящимися глобулами, бомбардируя стерилизованный говяжий бульон лучами радия.
Явление, которое создал Берк, оказалось ничем не похожим на биологическую жизнь, но это и другие разработки — связанные с учеными, производящими органически выглядящие структуры из неживых материалов, создавая все, от «искусственных овощей» до грибоподобных наростов, — заставили многих думать, что наука находится на грани синтеза новых форм жизни.
Статья в The New York Times 1905 года также ссылалась на Жака Лёба, немецко-американского физиолога, который в предыдущем году заявил, что биология должна определить, «возможно ли искусственно создавать новые виды». К 1906 году Лёб заявил, что это теперь «цель биологии». Указав, что «количество видов, существующих сегодня, является лишь бесконечно малой частью тех, которые могут существовать», он добавил, что ничто не указывает на невозможность «искусственного создания живых существ».
В 1910 году, следуя примеру Лёба, французский биолог Стефан Ледюк стал первым, кто объявил об основании biologie synthétique, или «синтетической биологии». Но другие сразу же начали видеть катастрофические потенциалы научного создания причудливых новых форм биологии. В том же году, когда Ледюк представил миру термин «синтетическая биология», бельгийский романист Ж.-А. Росни-старший опубликовал свой сюрреалистический роман 1910 года «Смерть Земли». В нем он представлял прогресс в химии, случайно производящий новое «царство» жизни, генетически не связанное со всей предыдущей земной биологией.
В рассказе железосодержащие формы жизни сначала появляются как «странные фиолетовые пятна» и геометрические узоры на искусственных сплавах. Эти угловатые существа в конечном итоге организуются в рои, напоминающие гигантские мобильные феррожидкости, распространяющиеся по ландшафту, питаясь традиционной биологией. Это приводит к возникновению параллельной биосферы, которая в конечном итоге поглощает нашу собственную, вызывая вымирание человека.
Материя, неподвластная нашему контролю
Вскоре после этого, в 1930-х годах, Герберт Уэллс посетил штаб-квартиру General Electric в Нью-Йорке. Главному научному сотруднику компании, нобелевскому лауреату-химику Ирвингу Ленгмюру, было поручено развлечь Уэллса. Ленгмюр использовал свой опыт в химии, чтобы вместе с прославленным автором обмозговать идеи для научно-фантастических сюжетов, предложив один, связанный со случайным изобретением «формы льда, которая была стабильна при комнатной температуре».
Теоретически, такая беспрецедентная форма льда при контакте с обычной водой могла бы действовать как «затравочный кристалл» — превращая все жидкое тело в новую версию H2O, которая остается замороженной при более высоких температурах, чем раньше. Идея заключалась в том, что вода в своей привычной форме является лишь метастабильной: способной быть подтолкнутой в новое состояние, которое — будучи более молекулярно стабильным — распространяется через всю воду, контактирующую с исходным «зародышем». Если такое вещество каким-то образом попадет в водоемы, это может привести к глобальной катастрофе.
Уэллс не заинтересовался, но идея в конечном итоге дошла до американского писателя Курта Воннегута, брат которого работал с Ленгмюром. Воннегут взял эту идею в качестве вдохновения для своего сардонического романа 1963 года «Колыбель для кошки». Он описывает изобретение именно такой беспрецедентной формы воды — называемой «лед-девять» — которая случайно просачивается в море, заставляя океаны Земли немедленно замерзнуть, в конечном итоге убивая всю жизнь.
К счастью, производство веществ, подобных «льду-девять» Воннегута, кажется физически невозможным, хотя ученые действительно создавали экзотические версии, или «фазы», замороженной воды в лаборатории. Тем не менее, другие возможности — воображение создания беспрецедентных форм материи, которые могут катастрофически распространяться, — десятилетиями преследовали физиков. В 1986 году научный журнал Omni заявил, что изобретение самовоспроизводящихся нанороботов, способных питаться обычной биоматерией, может быстро превратить всю биосферу Земли в кишащую, синтетическую «серую слизь» — периодически вызывая волны опасений в последующие годы.
Десять лет спустя запуск все более крупных коллайдеров частиц вызвал еще более экзотические страхи. Люди боялись, могут ли эти эксперименты породить случайные черные дыры — пожирающие Землю — или даже условия, которые могли бы катастрофически ввергнуть Вселенную в новое физическое состояние? Опять же, теперь опасались, что вся наша Вселенная может быть метастабильной: способной быть подтолкнутой в новое и более стабильное состояние, полностью враждебное жизни, какой мы ее сейчас знаем, которое будет распространяться наружу — со скоростью света — от исходной точки. Эта «абсолютная катастрофа» позже стала известна как «вакуумный коллапс».
Или аналогичный страх — производство «странных кварков»: гипотетических форм материи, более стабильных, чем любая ранее существовавшая, которые могли бы превратить все наши обычные атомы в «более странное» вещество? Опять же, это было бы повсеместно гибельно. Некоторые ученые беспокоились, что такие аварии могут реально угрожать нашему существованию. К счастью, никаких таких сценариев не материализовалось; по-видимому, нам не нужно беспокоиться, что нынешние коллайдеры частиц уничтожат нашу Вселенную.
Новая глава старого страха
Сегодняшние опасения по поводу зеркальной жизни, наоборот, вполне реальны и должны быть восприняты очень серьезно. То, что катастрофа беспрецедентна, не означает, что она не может произойти. То, что нам до сих пор везло — как «мыслящим существам», придуманным более века назад Джевонсом, — не означает, что так будет всегда.
Наше исследование устройства мира и наше непрерывное вмешательство в его законы пока не создали той «одиночной искры», которой некоторые опасались — искры, которая могла бы быстро распространиться, уничтожив всех, — но это не означает, что ее там нет, безмолвной, ожидающей, чтобы ее нашли.
Некоторые могут посмотреть на эту историю, на постоянно возникающие опасения, что мы находимся на грани создания смертельно опасных новых форм материи или жизни, и прийти к выводу, что нам не нужно беспокоиться. В конце концов, мы ошибались каждый раз.
Но история науки также полна ошибочных утверждений о вещах, которые «никогда» не могли произойти. Размышляя о будущих возможностях синтетической биологии в 1912 году, никто иной, как Стефан Ледюк — ученый, который, как упоминалось ранее, дал этой области название — сделал именно это заявление.
Он указал на своего французского предшественника, Огюста Конта. В 1835 году Конт утверждал, что определение химического состава звезд человеком навсегда останется «очевидной и вечной невозможностью». Метод для достижения именно этого был изобретен всего 24 года спустя, в форме спектроскопии. Это, как выразился Ледюк, сразу же «позволило анализировать звезды точнее, чем мы можем анализировать яйцо». Если наука может разгадать загадку звезд, когда-то считавшуюся недостижимой, то однажды она вполне сможет разгадать и загадку создания жизни, намекал Ледюк.
Учитывая, что скорость изобретений не снизилась со времен Пастера, важно быть предельно осторожными. История показывает, что мы — пугливо бесстрашный вид: неутомимый в изобретениях и боящийся результатов. Действительно, до удивительно недавнего времени ученые нечасто задумывались о более широких последствиях и результатах исследований, прежде чем приступать к ним. Но заметить это и признать это — первый шаг к тому, чтобы действовать более продуманно — когда речь идет об исследовании опасных потенциалов природы — в будущем.
Читайте также: Чем Вселенная отличается от своего зеркального отражения
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.